模糊自整定PID的液压马达驱动机床主轴速度控制研究

液压马达驱动机床主轴系统具有参数时变和高度非线性,传统PID控制器控制精度不高。针对液压马达驱动机床主轴系统速度控制问题,采用模糊自整定PID控制器实现液压马达驱动机床主轴系统的有效控制,并对控制效果进行仿真验证。构造了液压马达驱动机床主轴系统模型简图,建立了液压马达驱动机床主轴系统数学模型。对传统PID控制器参数,用模糊控制器进行实时整定,开发了模糊自整定PID控制器。最后,采用MATLAB对液压马达驱动机床主轴系统进行仿真。同时,与传统PID控制器的计算结果进行对比和分析。仿真结果显示：采用模糊自整定PID控制器的液压马达驱动机床主轴转速超调量小,具有更快的响应时间,跟踪精度高,同时系统能耗减少20%左右;即使受到较大随机干扰,模糊自整定PID控制器也能快速消除干扰,使机床主轴转速处于受控状态。采用模糊自整定PID控制器可以有效提高液压马达驱动机床主轴系统的动态稳定性以及抗干扰能力。     

液压提升式升船机主提升系统同步控制建模与仿真研究

为提高液压提升式升船机主提升系统的同步动态响应和控制精度,提出一种自整定模糊PID方案。建立了主提升缸电液比例同步控制系统模型,设计了自整定模糊PID 控制器,利用AMESim Simulink联合仿真平台,分别对液压伺服系统中的机械液压部分和控制部分进行建模。通过改变主提升缸初始速度差、负载黏性阻尼系数等参数,比较了常规PID控制器和自整定模糊PID控制器作用下,系统的动态特性和控制精度。结果表明,自整定模糊PID控制器相对常规PID控制器,抗干扰能力强,调节过程平稳快速,具有较强的鲁棒性。     

芯片级PCR仪温度模糊PID控制器设计与仿真

针对一款新型芯片级PCR仪温度智能控制系统,提出了一种基于模糊自整定PID控制算法实现该智能温度控制系统的温度快速跟踪及其控制。文中通过建立二输入三输出的自整定模糊控制器,并与经典PID控制器及其芯片级PCR仪温控系统结合起来,构建了芯片级PCR仪温度模糊PID控制系统仿真模型。仿真结果表明:模糊自整定PID控制器算法相对于普通的PID控制器算法,能大幅度地减小温度的超调量,有效实现芯片级PCR仪温度控制系统温度的精准控制,同时,该算法具有更强的鲁棒性,易于实现。     

钢带缠绕预应力模具变张力模糊控制

针对钢带缠绕预应力模具缠绕工艺中变张力控制问题,分析了影响张力控制稳定性的主要原因,提出了参数自整定模糊PID控制方法,设计了模糊控制器.在Matlab/Simulink环境下,建立了钢带缠绕预应力模具缠绕控制系统仿真模型.在相同条件下,对比了采用参数固定的常规PID控制和采用参数自整定模糊PID控制的张力控制效果,验证了模糊PID控制在改善系统动态和稳态性能方面的优势.     

基于联合仿真技术的深海采矿升沉补偿装置控制系统的研究

该文联合虚拟样机技术和控制系统仿真技术对深海采矿升沉补偿系统进行了设计研究,建立了基于液压动力源的升沉补偿系统采矿船多刚体机械动力学模型,并针对该模型设计了模糊自整定PID控制器。联合仿真研究结果表明,模糊自整定PID控制策略能很好地对升沉补偿装置进行有效的位移补偿控制,补偿率可达到40%~45%,从而提高了深海采矿系统的稳定性。     

电液比例阀控液压马达系统的模糊PID恒速控制

针对电液比例阀控液压马达系统,分别采用常规PID控制策略和参数自整定的模糊PID控制策略来实现液压马达的恒速控制。通过分析阀控液压马达系统的工作原理和调速原理,设计出模糊PID控制器。运用Simulink仿真工具来建立阀控液压马达系统的仿真模型,并在外加负载转矩的作用下对该仿真模型进行仿真。仿真结束后对比常规PID控制策略和模糊PID控制策略下的仿真结果,得出在模糊PID控制策略下液压马达输出转速峰值时间、调整时间、超调量和在外界突加相同负载转矩下液压马达转速调整的时间都优于常规PID控制策略。     

电子束3D打印模糊PID温度控制系统

针对电子束3D打印温度控制系统,采用自整定模糊PID控制,使用MATLAB模糊逻辑模块及仿真模块建立系统仿真图,通过仿真曲线获得优化参数。结果表明,与模糊控制系统及PID控制系统相比较,自整定模糊PID控制系统在电子束3D打印温度控制系统中具有动态响应快、调整速度快、稳态性能高、超调量小等优点。     

基于改进的PID算法的压电柔性机械臂振动主动控制

针对柔性机械臂的振动抑制问题,将模糊逻辑控制与增量式PID算法结合,通过模糊控制算法对增量式PID的主要参数进行在线最佳整定,从而得到增量式模糊自整定PID控制算法。通过对无反馈控制、增量式PID控制、增量式模糊自整定PID控制的分析及仿真,说明此控制方法可以使机械臂末端振幅衰减80%以上。改变机械臂的末端集中质量的结果表明:当机械臂抓取不同质量重物时,增量式模糊自整定PID控制算法仍然能够达到良好的控制效果。     

高空带电机器人轨迹跟踪与控制研究

针对高空带电机器人臂架轨迹跟踪问题,以该机器人的臂架系统为研究对象,建立臂架几何结构模型,应用机器人学理论,通过建立其运动学模型,实现对抓手的轨迹跟踪控制。其次,为解决高空带电机器人臂架液压系统存在的响应滞后问题,首先,建立了臂架变幅液压系统的数学模型,分析其系统的稳定性。然后,采用PID控制器对该系统进行优化。最后,在MATLAB/Simulink环境下,对优化前后控制系统进行仿真分析,仿真结果表明,加入PID控制器后,活塞缸的控制精度提高,臂架系统的响应速度大大增加,跟随能力增强。     

模糊自整定PID控制在油轮辅锅炉中的应用

针对油轮辅锅炉PID控制系统,提出了模糊自整定PID控制算法。首先,采用经典PID控制算法计算K_P、T_I和T_D。其次,根据实际操作经验建立模糊规则,设计模糊控制器,实现K_P、T_I和T_D的自调整。最后,比较参数改变情况下,经典PID控制和模糊自整定PID控制的特性。Matlab仿真结果表明,模糊自整定PID控制系统控制精度更高、响应速度更快、鲁棒性更强。     

基于自适应模糊滑模变结构的采煤机自动调高控制策略

针对采煤机自动调高和采煤工作面无人化存在的问题,提出了基于电液位置伺服系统的自适应模糊滑模变结构控制系统。分析了采煤机自动调高的依据条件,建立了采煤机调高系统的数学模型,得到了采煤机调高系统的控制变量。采用自适应模糊滑模变结构控制策略,设计了采煤机自动调高控制器,并分析了其稳定性。利用MATLAB对采煤机调高控制器进行了仿真,仿真结果表明,采用自适应模糊滑模变结构的控制系统可以实现采煤机截割预定轨迹的准确跟踪,相对于PID控制技术,其跟踪误差较小,控制效果较理想。     

挖掘机器人的模型与自适应模糊滑模控制

为实现挖掘机器人的自动挖掘,在挖掘机器人的轨迹规划器给出铲斗期望运动轨迹的情况下,需要挖掘机器人的控制系统能够控制其工作装置实现对给定轨迹的准确跟踪.利用拉格朗日方法建立了挖掘机器人工作装置的三自由度动力学方程,设计了自适应模糊滑模变结构控制器.利用模糊控制动态调节切换增益,将滑模控制的切换项转化为连续的模糊系统,增强了控制系统对挖掘机器人工作装置不确定性和外界干扰的鲁棒性,削弱了滑模控制的抖振现象,并且有较强的自适应跟踪能力.利用MATLAB7.4/Simulink工具箱对所设计的控制器进行了仿真,给出了自适应模糊滑模控制的跟踪性能及误差.     

电动助力转向系统随动特性仿真

电动助力转向系统（Electric Power Steering,EPS）必须随时根据驾驶员的操作,提供渐进随动的转向助力动作,所以系统必须有很高的跟踪性和很好的稳定性．在对EPS的工作原理和力学模型分析的基础上,建立EPS系统仿真模型,设计出一种模糊自适应PID（Proportion—Integral—Derivative）控制器,有效地改善了传统PID控制器的不足．通过仿真表明,这种模糊自适应PID控制器与传统PID控制器相比,具有更好的跟踪性和稳定性．     

基于模糊PID的变幅液压控制系统

针对高空带电机器人作业时出现臂架振动和抖动的问题,设计了基于模糊PID控制器的闭环液压控制系统。以液压缸活塞杆速度的误差和误差变化率为输入变量,经过模糊化、模糊推理、解模糊的方式来动态调节活塞杆的速度,使其达到稳定状态。以高空带电机器人的臂架变幅液压系统为研究对象,通过建立液压平衡回路数学模型得到系统的传递函数,在MATLAB/Simulink环境内搭建模糊PID和经典PID的控制方案仿真模型,并搭建试验平台进一步验证。结果表明:与经典PID控制相比较,模糊PID控制的响应滞后时间由0.55 s降到了0.2 s,缩短了63.6%,最大超调量由0.09 m降到了0.01 m,相对降低了88.9%,稳定时间由2.4 s缩短至0.4 s,相对降低了83.3%;另外实验结果为模糊PID控制下的系统响应滞后时间相对于经典PID缩短了0.2 s,超调量降低了0.032 m,稳定时间缩短了1.7 s,跟仿真结果相一致。实验数据表明,模糊PID控制器有效地解决了臂架振动和抖动问题,提高了臂架运动控制的稳定性。     

直驱泵控电液位置伺服系统模糊PID控制仿真与实验研究

直驱泵控系统由于控制精度高、响应快、功率损失小、结构紧凑等优点,逐渐被应用到工业控制领域。但直驱泵控系统存在严重饱和与死区、非线性、时变性、时滞性的特点。我们采用模糊PID控制方法进行直驱泵控系统的液压缸位置伺服控制。在AMESim/Simulink联合仿真平台上建立了系统模型与模糊PID控制算法,采用PID和模糊PID控制算法对系统阶跃响应和正弦跟踪性能进行了仿真研究,同时在自行开发的电液比例伺服控制实验台上对PID和模糊PID控制性能进行了实验研究。结果表明：自适应模糊PID控制能大大改善了PID控制的性能,具有响应速度快、上升时间短、无滞与超调小的特点。     

高速开关阀控气动位置伺服系统的模糊自适应PID控制

为实现高速开关阀控气动位置伺服系统的精确控制,以4个高速开关阀控制气缸的结构作为研究对象,提出一种模糊自适应PID算法以提高其控制精度。介绍了系统的结构与工作原理,并在此基础上建立系统数学模型。针对常规PID控制器难以适应多工况位置跟踪的问题,利用模糊控制原理对PID控制器的参数进行在线调整,以满足系统控制过程中对于参数的不同要求。实验结果表明,采用模糊自适应PID控制能够获得良好的位置控制性能。跟踪不同幅值阶跃信号时,均能够实现无超调位置跟踪且稳态误差小于0.2 mm,跟踪幅值为30 mm,频率为0.5 Hz的正弦信号时,最大跟踪误差、平均跟踪误差及标准跟踪误差分别为2.4, 0.82, 0.46 mm。     

变桨距液压缸模糊控制仿真研究

根据风机变桨距液压缸系统的低温工作环境和安装条件,考虑管道效应,建立对称阀非对称缸模型。根据工作环境的复杂性（即户外风速的随机性）,提出模糊控制策略。根据人工控制经验,制订变桨距液压缸系统的模糊控制规则,以达到更有效的控制性能要求。最后通过Matlab仿真比较传统PID控制和模糊控制对液压缸系统的控制效果。     

基于模糊PID算法的车载液压调平动态特性联合仿真研究

基于车载平台液压调平系统,为了减少支腿的跟踪误差及其同步误差,降低支腿之间的运动耦合,采用模糊PID控制算法实现调平过程中动态特性控制。利用AMESim和MATLAB/Simulink分别建立调平液压回路和模糊PID控制器的仿真模型并进行联合仿真研究。结果表明,加入模糊PID算法比常规PID算法能够有效的减少支腿的跟踪误差和定位误差以及支腿之间同步误差,有效提高调平精度。     

基于干扰观测器和改进模糊PID的农用车辆路径跟踪控制策略

为减少外界干扰对农用车辆路径跟踪精度的影响,提高路径跟踪系统的鲁棒性,提出了一种基于干扰观测器和改进模糊PID算法的农用车辆路径跟踪控制策略.在建立农用车辆四轮转向运动学模型的基础上,建立路径跟踪数学模型,通过对模糊PID算法的比例、积分部分进行改进和加入基于干扰主动控制的干扰观测器提高控制策略的抗干扰能力;在MATL...